成都中灿钢铁激光打孔加工

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简述

利用高功率密度激光束照射被加工材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞。激光打孔是早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的主要应用领域之一。它在激光加工中归类于激光去除，也叫蒸发加工。

随着近代工业和科学技术的迅速发展，使用硬度大、熔点高的材料越来越多，而传统的加工方法已不能满足某些工艺要求。与常规打孔手段相比，具有以下的优点：

1）激光打孔速度快，，经济效益好。

2）激光打孔可获得大的深径比。

3）激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行。

4）激光打孔无工具损耗。

5）激光打孔适合于数量多、高密度的群孔加工。

6）用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔。

7）激光打孔对工件装夹要求简单，易实现生产线上的联机和自动化。

8）激光打孔易对复杂形状零件打孔，也可在真空中打孔。

激光打孔设备

1、激光打孔用激光器

激光器是激光打孔设备的重要组成部分，它的主要作用是将电源系统提供的电能以一定的转换效率转换成激光能。按激光器工作物质性质，可分为气体激光器和固体激光器。用于打孔的气体激光器主要有二氧化碳激光器，而用于打孔的固体激光器主要有红宝石激光器、钕玻璃激光器和YAG激光器。

二氧化碳激光器有许多的优点，它的转换于其它激光器，可以为许多非金属材料（如有机玻璃、塑料、木材、多层复合板材、石英玻璃等）所吸收。更为重要的是，二氧化碳激光器与其他激光器相比，可以进行大功率输出。当与其他技术配合时，可以实现高速打孔，速度可达100孔/秒，这是其他激光器很难做到的。

虽然如此，但由于二氧化碳激光器的对焦、调光都不方便，设备一次性投资也比较大，在激光打孔设备中不及其他三种激光器应用普遍。固体激光器以其的优点在激光打孔中得到的应用。它的主要优点是：（1）输出波长短。（2）输出的光可用普通的光学材料传递。（3）整机体积小，使用维护方便，低于二氧化碳激光器。

2、激光打孔用机床

激光打孔用机床简单又通用的形式为三维机床。两维运动在水平面，以X、Y表示，两坐标轴相互垂直，第三维Z轴与Z-Y平面垂直。每一维可通过步进电机带动滚珠丝杠在直线滚珠导轨上运行，它的精度由丝杠的精度和滚珠导轨的精度确定。如果配以微处理机系统，三维机床就可以完成平面内各种孔及一定范围内群孔的激光加工。当需要在管材或桶形材料进行系列孔的加工时，机床应具有五维功能，除了前面提到的三维以外，增加的两维是X-Y平面360度的旋转，我们定义它为A轴，X-Y平面在Z方向上的0-90度倾斜，我们定义它为B轴。这样多种类型的激光打孔加工，五维工作台都能胜任。在需要节省设备投入的情况下，可将B轴的数控改为手动。这样既能节约资金，也基本能完成所有的打孔任务。

3、激光打孔整机设备

历年来，国内外激光打孔机整机水平处在一个迅速发展的阶段，激光器输出功率逐渐提高，脉冲宽度越来越窄，频率范围越来越宽，其他参数也越来越趄着有利于打孔的方向发展。导光系统和激光打孔机的控制部分的柔性不断提高，使得打孔范围不断扩大。目前国内已形成商品的激光打孔机有几十种，除了大专院校和科研院所之外，经营制造激光设备的也逐渐增多。这表明中国的激光加工正朝着产业化方向发展。